電機軟啟動器工作原理、電機廠工藝流程、故障分析、接線圖。

時間：2019-08-15 13:06

      軟啟動器（軟啟動器）是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置，國外稱為Soft Starter。軟啟動器采用三相反并聯晶閘管作為調壓器，將其接入電源和電動機定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路。使用軟啟動器啟動電動機時，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動機逐漸加速，直到晶閘管全導通，電動機工作在額定電壓的機械特性上，實現平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘。待電機達到額定轉數時，啟動過程結束，軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務的晶閘管，為電動機正常運轉提供額定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長軟啟動器的使用壽命，提高其工作效率，又使電網避免了諧波污染。軟啟動器同時還提供軟停車功能，軟停車與軟啟動過程相反，電壓逐漸降低，轉數逐漸下降到零，避免自由停車引起的轉矩沖擊。

電機軟啟動器安裝工藝流程：

      軟啟動器安裝－》主回路端子接線－》控制回路接線－》啟動參數設定－》模擬試驗－》帶負荷試運行

      軟啟動器安裝位置選擇防塵、 散熱條件較好的位置安裝； 安裝時應按說明書考慮空間與周邊環境最小距離。

      主回路端子接線可分為內接式和外接式（見圖 ）兩種， 施工時按設計圖紙連接電機與軟啟動器接線。

      通常配電盤柜的控制回路已連接完整，用萬用表對照圖紙檢查控制線路；注意不可用絕緣搖表檢測控制線路絕緣電阻，以免損壞軟啟動器內電子元件。

      軟啟動器不能作空負載模擬動作試驗，因為空負載沒有電流電壓輸出，繼電保護會誤動作；應帶輕負載試驗，檢測軟啟動器參數設置是否符合設計要求；在此推薦工程現場一個經濟簡便方法：可利用三個 200W 白熾燈泡模擬電機三相繞組作為試驗的輕負載。

      試運行階段注意實際測量值與設定值有無偏差，分析產生偏差原因不斷調整，直至符合要求；并做好相應檢測記錄和運行報告。

電機軟啟動器的分類及選型

      分類

      1、在線運行軟啟動器：

      在上個世紀，軟啟動器產品主要是國外的品牌，在中國市場上銷售，如：A-B；ABB、施奈德、西門子等，但他們都是在線運行方式。在應用過程當中，人們發現在線運行有以下缺點：1、可控硅長期在線運行功耗太大造成能源浪費。2、可控硅的散熱量太大需要機械風冷，給成套帶來很大困難。3、可控硅長期在線運行給電網帶來高次諧波污染。4、可控硅作為主開關元件長期工作其可靠性遠低于機械開關。5、造價昂貴用戶難以接受。6、由于可控硅選型較大和考慮散熱所以體積較大。它的優點：1、是對電動機的啟動與保護及其控制集于一體，強大的智能控制器全部發揮作用。2、是由于采用了機械風冷能夠適用頻繁啟動場所。3、是電路簡單便于維護和檢修。

      2、旁路運行軟啟動器：

      到了上世紀末和本世紀開始，考慮在線運行的缺點和技術難度性，國內廠家就直接開發了旁路型軟啟動器，即電動機起動完成后旁路到接觸器上運行。它的優點是回避了可控硅在線運行的缺點，尤其不需要機械風冷。但是，它同時帶來缺點：1、電路復雜化，系統可靠性降低，2、強大的智能控制器不能充分利用，有的不能對電動機保護。3、增加成套裝置的體積和成本。4、增加維護與檢修的難度。綜合比較后市場上還是多數采用了旁路運行方式，即便是選用了在線運行方式的軟啟動器，設計人員還是加裝一套旁路運行接觸器，使軟啟動器旁路運行。回避了可控硅在線運行的缺陷。

      3、內置可控硅旁路型在線運行軟啟動器：

      在2003年漢森堡國際電工產品技術博覽會上，德國的默勒公司和ABB公司（僅限于200KW以上）推出了內置可控硅旁路型在線運行軟啟動器，2004年天津諾爾哈頓電器制造有限公司（中美合資）開發出了15~400KW的內置可控硅旁路型在線運行軟啟動器。現在國內外許多電器公司都在開發內置可控硅旁路型在線運行軟啟動器。內置可控硅旁路型在線運行軟啟動器（簡稱內置旁路型軟啟動器），是在在線運行軟啟動器內部設置了一套機械觸頭與可控硅并聯，在電機軟啟動過程和軟停車過程中由可控硅運行，機械觸頭斷開，當電動機正常運行時可控硅關閉，機械觸頭閉合。這套動作過程是通過內部控制器自動完成的，對外部接線來講是一個裝置，所以稱做在線運行。

      它又可稱作旁路型的軟啟動器將外邊的接觸器移到了軟啟動器里邊集成為一體并能保證體積不增加。它的優點是具備上述兩種類型的所有優點同時回避了它們各自的缺點：

      1、電路簡單。

      2、自然風冷。

      3、可控硅只管啟動和停車，回避可控硅在線運行所帶來的功耗與散熱。

      4、體積小（和旁路型的一般大小）。

      5、強大智能控制器得以全面發揮，能對電動機起到起停與保護及其控制。

      6、節省成套空間。

      7、由于可控硅和機械觸頭組合一體的設計，通過智能控制器實現了機械觸頭無電弧，使的機械觸頭的電壽命等于機械壽命，解決了接觸器長期以來難以解決的問題，與旁路型相比大大提高了系統可靠性。

      8、節能，此節能是指軟啟動器本身，與可控硅在線型相比可忽略不計。與旁路型相比減少60%，其原因是由于內置旁路型的機械觸頭采用了無電弧控制，其銀點的硬度大大降低，觸點的接觸電阻大大降低，使得機械觸頭的閉合壓力大大降低，機械觸頭的吸合磁力機構減小一半，降低一半能耗，機械觸頭的觸點能耗也降低了一半，綜合起來機械觸頭與磁力機構的能耗與旁路接觸相比降低一半，再加上節省熱繼電器的能耗所以與之旁路型相比綜合起來能節省60%。

選型

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      由上述對于軟啟動器原理及其優缺點分析，應該是內置旁路型的適用性最強，優點最多，缺點最少。在實際工作當中還要考慮具體產品品牌的功能和技術參數以及產品的可考性，根據實際使用情況進行選擇。在此有必要區分的是頻繁啟動和不頻繁啟動，對于軟啟動器來講，一般情況下如果啟動間隔時間不超過2分鐘每小時不超過30次，即可定為不頻繁啟動。小于此數應按頻繁啟動考慮。風機泵類負荷一般都屬于不頻繁啟動。機械傳動有頻繁啟動的也有不頻繁啟動的，象皮帶機、球磨機等可按不頻繁啟動考慮，如果是起動機或大型機械設備所配的電動機需要可逆功能的多屬于頻繁啟動。      在頻繁工作的場所選取軟啟動器要按電動機的起動電流選取，因為軟啟動器生產廠家一般選取的可控硅電流是電動機額電流的2.5倍。限制最大電動機啟動電流是額定電流的4.5倍，在不頻繁操作下充分利用可控硅短時過載能力，所以在頻繁啟動的條件下，應加大選取軟啟動器的容量，根據頻繁度的不同取在1.2~1.5倍即可。同時由于可控硅頻繁工作，為了排除可控硅散發的大量的熱量，軟啟動器必需帶有機械風冷。對于機械風冷的軟啟動裝置，一臺開關柜最好放一臺軟啟動裝置，而且開關柜也要設置機械通風。

電機軟啟動器的主接線種類及常見故障

      電機軟啟動器的主接線方法：

      1、在線型：

      所有軟啟動器的控制器都有電動機過載保護，當軟啟動器在線運行時軟啟動器的控制器能對電機進行過載保護，不要加裝熱過載繼電器。由于經過可控硅后的電流諧波電流非常大，所以不能加裝電子式熱過載繼電器，否則熱繼的誤動作使系統不能正常工作。由于可控硅比較昂貴而且更換困難，為了保護可控硅要用快速熔斷器防止軟啟動器下口發生短路燒毀可控硅，圖4A是指在經常使用的場所，軟起動器的上口不加接觸器，圖4B是指不經常使用的場所，在停車后將軟啟動器的電源斷開。

      2、旁路型：

      旁路運行軟啟動器，離開旁路接觸器是無法運行的，所以在兩種主接線方案里都有。對于軟啟動器上口的接觸器的作用和在線運行方式下作用相同在此不再重復。著重說明的是熱繼電器，把它安方在旁路接觸器的下口，不通過起動電流最好，尤其是電子熱繼電器，由于經過軟啟動器后電流諧波很大能干擾電子熱繼電器誤動作而使電機停車。另外因為可控硅的短時工作沒必要安裝快速熔斷器，所以在主結線方案里沒有加裝快速熔斷器。

      3、內置旁路型：

      它的主接線和在線型的大致相同，唯一的優點是因為可控硅的短時工作沒必要安裝快速熔斷器。      電動機的過載保護是有軟啟動器的控制器實現的，它不僅在功能和性能上超過電子熱繼電器，而且不會因主回路的諧波電流及外界的干擾而誤動作。

      電機軟啟動器的常見故障

      軟啟動器的故障大體分如下幾種：

      1、電動機起不來：

      電動機起不來的原因大致分兩種情況：

      一是六只可控硅的其中一只觸發不可靠或是不導通，此時一相電路通過的是半波直流，電動機的兩相繞組通過的直流對電動機起到了制動作用，不僅電機起不來，嚴重的還會燒毀電機和可控硅。

      二是啟動參數或啟動曲線不合適造成電機起不來，這是常見故障。前者在使用過程當中會發生，但幾率低于接觸器的故障率。后者多發生在第一次投運調試，調試好以后就不會出現。多數的廠家不會出現此現象，啟動程序性能好，出廠值設定的適用性強。只有很少廠家的產品需要廠家自己去調試。

      2、可控硅燒毀：

      可控硅擊穿或爆炸，此類故障不分國內外品牌，因廠家而易，但都比接觸器的故障率低，而且主要問題出現在餅式可控硅的安裝工藝上。

      3、控制器燒損：

      相對于軟啟動器來講，控制器燒毀故障是最嚴重的。有的廠家此類故障造成的返修率已超過30%。進口的或合資的廠家此類問題不多見。主要是控制器的電源和觸發電路以及輸入電路三部分容易燒毀。

      4、軟啟動器誤動作：

      電動機在運行的裝態下因軟起動器受干擾而停機在停止狀態下因軟起動器受干擾而起動是時有發生，前者較普遍，后者只有兩個品牌發生過。究其原因，一是產品質量問題，二是和線路布局有關。但是凡是進口或合資的軟啟都沒有上述現象，國產品牌中此問題比較多。

      5、軟啟動器內部插接件接觸不良：

      軟啟動器內部插接件選用本來不是問題，這是國內廠家容易忽略的問題，經常出現故障。進口或合資廠家都不犯此類的錯誤。

      
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